SBR反应池的设计计算解析

SBR反应池的设计计算解析
第3章设计计算
3.1 原始设计参数
原⽔⽔量Q=5000m3/d=208.33m3/h=57.87L /s，取流量总变化系数
K T=1.72，设计流量Q max= K T Q=0.05787×1.72=0.1m3/s。

3.2 格栅
3.2.1 设计说明
格栅⼀般斜置在进⽔泵站之前，主要对⽔泵起保护作⽤，截去⽣活⽔中较⼤的悬浮物，它本⾝的⽔流阻⼒并不⼤，⽔头损失只有⼏厘⽶，阻⼒主要产⽣于筛余物堵塞栅条，⼀般当格栅的⽔头损失达到10～15厘⽶时就该清洗。

格栅按形状可分为平⾯格栅和曲⾯格栅两种，按格栅栅条间隙可分为粗格栅（50～100mm），中格栅（10～40mm），细格栅（3～10mm）三种。

根据清洗⽅法，格栅和筛⽹都可设计成⼈⼯清渣和机械清渣两类，当污染物量⼤时，⼀般应采⽤机械清渣，以减少⼈⼯劳动量。

由于设计流量⼩，悬浮物相对较少，采⽤⼀组中格栅，既可达到保护泵房的作⽤，⼜经济可⾏，设置⼀套带有⼈⼯清渣格栅的旁通事故槽，便于排除故障。

栅条的断⾯形状有圆形、锐边矩形、迎⽔⾯为半圆形的矩形、迎⽔⾯背⽔⾯均为半圆的矩形⼏种。

⽽其中迎⽔⾯为半圆形的矩形的栅条具有强度⾼，阻⼒损失⼩的优点。

3.2.2 设计参数
（1）变化系数：K T=1.72；
（2）平均⽇流量：Q d=5000m3/d；
（3）最⼤⽇流量：Q max=0.1 m3/s；
（4）设过栅流速：v=0.9m/s；
（5）栅前⽔深：h=0.4m；
（6）格栅安装倾⾓：α=60°。

3.2.3 设计计算
（1）格栅间隙数：
13n ==≈（3—1） Q max ——最⼤废⽔设计流量m 3/s
——格栅安装倾⾓，取60°
h ——栅前⽔深 m
b ——栅条间隙宽度，取21mm
v ——过栅流速 m/s
（2）栅渠尺⼨：
B 2=s(n-1)+nb=0.01×(13-1)+13×0.021=0.403m
（3—2） s ——栅条宽度取0.01m
B 2——格栅宽度 m
max
10.1
0.321m 0.780.4Q B v'h ===?
（3—3） B 1——进⽔渠宽 m
v’——进⽔渠道内的流速设为0.78m/s
栅前扩⼤段：
21
10.4030.321
0.12m 2tan 2tan 20B B L α--===??
（3—4）α——渐宽部分的展开⾓，⼀般采⽤
20
栅后收缩段：L 2=0.5×L 1=0.06m
（3—5）通过格栅的⽔头损失h 1：
42
3
1423
)sin 20.010.9
2.42()sin 6030.097m
0.02119.6S v
h =β(k α
b g ==
（3—6）栅后槽总⾼度H ：设栅前渠道超⾼h 2=0.3m
H =h +h 1+h 2=0.4+0.097+0.3=0.8m
（
3—7）栅槽总长度L ：
L =L 1+L 2+1.0+0.5+
2tan α
=0.12+0.06+1.0+0.5+0.40.3tan 60+?
=2.09m （3—8）（3）每⽇栅渣量W ：
max 1T
864001000Q W W K = 33864000.10.070.35m /d 0.2m /d 1000 1.72??==>? （3—9） W 1——栅渣量（333m /10m 污⽔），取0.07
宜采⽤机械清渣，选⽤NC —300型机械格栅：设备宽度300mm ，有效栅宽200mm ，有效栅隙21mm ，运动速度3m/min ，电机功率0.18kw ，⽔流速度≤1m/s ，安装⾓度60°，⽀座长度960mm ，格栅地下深度500mm ，格栅地⾯⾼度360mm ，格栅进深250mm 。

⽣产⼚商：上海南⽅环保设备有限公司、上海惠罗环境⼯程有限公司。

3.3平流式沉砂池
3.3.1设计说明
平流式沉砂池是常⽤的形式，污⽔在池内沿⽔平⽅向流动。

平流式沉砂池由⼊流渠、出流渠、闸板、⽔流部分及沉砂⽃组成。

它具有截留⽆颗粒效果好、⼯作稳定、构造简单和排沉砂⽅便等优点。

3.3.2设计参数
（1）最⼤流速为0.3m/s ，最⼩流速为0.15m/s ；
（2）最⼤流量时停留时间不⼩于30s ，⼀般采⽤30～60s ；
（3）效⽔深应不⼤于1.2m ，⼀般采⽤0.25～1m ，每格宽度不宜⼩于0.6m ；
（4）⽔头部应采取消能和整流措施；
（5）底坡度⼀般为0.01～0.02，当设置除砂设备时，可根据设备要求考虑
池底形状。

3.3.3设计计算
（1）池⼦长度L ：设最⼤设计流量时的流速v =0.25m/s ，流⾏时间t =30s
L =vt =0.25×30=7.5m （3—10）
（2）⽔流断⾯积A ：max 20.10.4m 0.25
Q A v === （3—11）（3）池⼦总宽度B ：设n =2格，每格宽b =0.6m
B =nb =1.2m （3—12）
（4）有效⽔深：20.40.33m 1.2
A h
B === （3—13）（5）砂池所需容积V ：清除沉砂的时间间隔T=2d
max 366T 864000.1302864000.3m 10 1.7210
Q XT V K ===?? （3—14） X ——城市污⽔沉砂量[363m /10m ?(污⽔)] 取30
K T ——⽣活污⽔流量总变化系数
（6）每个砂⽃容积V 0：设每个分格有两个沉砂⽃
300.30.075m 2222
V V ===?? （3—15）（7）沉砂⽃各部分尺⼨：设⽃底宽a 1=0.4m ，⽃壁与⽔平⾯的倾⾓70°，
⽃⾼h 3’=0.3m 沉砂⽃上⼝宽：312'20.30.40.62m tan 70 2.75
h a a ?=+=+=? （3—16）砂⽃容积：
2231102233
'(222)60.3(20.6220.620.420.4)0.079m 0.075m 6
h a aa a V ++=?+??+?==≈（3—17）（8）沉砂室⾼度h 3：采⽤重⼒排砂，设池底坡度为0.06，坡向砂⽃
3327.520.620.2'0.060.30.060.48m 2
h h L -?-=+=+?= （3—18）（9）池总⾼度：设超⾼h 1=0.3m
H =h 1+h 2+h 3=0.3+0.33+0.48=1.11m （3—19）
3.4 SBR 反应池
3.4.1设计说明
设计⽅法有两种：负荷设计法和动⼒设计法，本⼯艺采⽤负荷设计法。

根据⼯艺流程论证，SBR法具有⽐其他好氧处理法效果好，占地⾯积⼩，投资省的特点，因⽽选⽤SBR法。

SBR是序批式间
歇活性污泥法的简称。

该⼯艺由按⼀定时间顺序间歇操作运⾏的反应器组成。

其运⾏操作在空间上是按序排列、间歇的。

污⽔连续按顺序进⼊每个池，SBR反应器的运⾏操作在时间上也是按次序排列的。

SBR⼯艺的⼀个完整的操作过程，也就是每个间歇反应器在处理废⽔时的操作过程，包括进⽔期、反应期、沉淀期、排⽔排泥期、闲置期五个阶段。

这种操作周期是周⽽复始进⾏的，以达到不断进⾏污⽔处理的⽬的。

对于单个的SBR反应器来说,在时间上的有效控制和变换，即达到多种功能的要求，⾮常灵活。

（1）进⽔期
进⽔期是反应池接纳污⽔的过程。

由于充⽔开始是上个周期的闲置期，所以此时反应器中剩有⾼浓度的活性污泥混合液，这也就相当于活性污泥法中污泥回流作⽤。

SBR⼯艺间歇进⽔，即在每个运⾏周期之初在⼀个较短时间内将污⽔投⼊反应器，待污⽔到达⼀定位置停⽌进⽔后进⾏下⼀步操作。

因此，充⽔期的SBR池相当于⼀个变容反应器。

混合液基质浓度随⽔量增加⽽加⼤。

充⽔过程中逐步完成吸附、氧化作⽤。

SBR充⽔过程，不仅⽔位提⾼，⽽且进⾏着重要的⽣化反应。

充⽔期间可进⾏曝⽓、搅拌或静⽌。

曝⽓⽅式包括⾮限制曝⽓（边曝⽓边充⽔）、限制曝⽓（充完⽔曝⽓）半限制曝⽓（充⽔后期曝⽓）。

（2）反应期
在反应阶段，活性污泥微⽣物周期性地处于⾼浓度、低浓度的基质环境中，反应器相应地形成厌氧—缺氧—好氧的交替过程。

虽然SBR反应器内的混合液呈完全混合状态，但在时间序列上是⼀个理想的推流式反应器装置。

SBR反应器的浓度阶梯是按时间序列变化的。

能提⾼处理效率，抗冲击负荷，防⽌污泥膨胀。

（3）沉淀期
相当于传统活性污泥法中的⼆次沉淀池，停⽌曝⽓搅拌后，污泥絮体靠
重⼒沉降和上清液分离。

本⾝作为沉淀池，避免了泥⽔混合液流经管道，也避免了使刚刚形成絮体的活性污泥破碎。

此
外，SBR 活性污泥是在静⽌时沉降⽽不是在⼀定流速下沉降的，所以受⼲扰⼩，沉降时间短，效率⾼。

（4）排⽔期
活性污泥⼤部分为下周期回流使⽤，过剩污泥进⾏排放，⼀般这部分污泥仅占总污泥的30%左右，污⽔排出，进⼊下道⼯序。

（5）闲置期
作⽤是通过搅拌、曝⽓或静⽌使其中微⽣物恢复其活性，并起反硝化作⽤⽽进⾏脱⽔。

3.4.2 SBR 反应池容积计算
设计参数：
表3—1 处理要求
项⽬
进⽔⽔质mg/L 出⽔⽔质 mg/L CODcr
BOD5
NH3-N
TP
SS
600 300 40 10~12 350 ≤60 ≤20 ≤15 ≤1 ≤20
设SBR 运⾏每⼀周期时间为6h ，进⽔时间1.5h ，反应时间2.0h ，沉淀时间1.0h ，排⽔时间1.5h ：周期数：2446
n == 根据运⾏周期时间安排和⾃动控制特点，SBR 反应池设置4个。

SBR 处理污泥负荷设计为Ns =0.35kgBOD /(kgMLSS d)?，设f =0.85，SVI=90（SVI 在100以下沉降性良好），则
（1）污泥沉降体积为：
635000(30020)1090 5.5t 90495m 0.850.3
-?-??=?=? （3—20）（2）每池的有效容积为：
3312.5123.75436.25m 4244
+=+=? （3—21）（3）选定每池尺⼨L ×B ×H =15×7.5×4.5=506.25m 3>436.25m 3 （3—22）
采⽤超⾼0.5m ，故全池深为5.0m
（4）池内最低⽔位：312.5123.754.5 1.72m 1.1m
-=>= （3—23） 3.4.3（1）SBR SBR ⽔悬浮物沉淀形成。

SBR ⽣物代谢产泥量为
r r x a Q S b X V ?=??-??=r r s
Q S a Q S b N -?=s r ()a b N Q S -? （3—24）式中： a ——微⽣物代谢增系数，kgVSS/kgBOD
b ——微⽣物⾃⾝氧化率，l/d
根据⽣活污泥性质，参考类似经验数据，设a =0.70，b =0.05,则有：
30.05(0.70)500028010742kg /d 0.3
x -?=-=（3—25）假定排泥含⽔率为P =99.2%，则排泥量为：
3s 3374292.75m /d 10(1)10(10.992)
x Q P ?===?-?- （3—26）考虑⼀定安全系数，则每天排泥量为95m 3/d 。

3.4.4需氧量及曝⽓系统设计计算
（1）需氧量计算
SBR 反应池需氧量O 2计算式为
O 2=r 'a Q S b X V ??+??=r r s ''()a Q S b Q S N ??+? （3—27）
式中：a ’——微⽣物代谢有机物需氧率，kg/kg
b ’——微⽣物⾃氧需氧率，l/d
S r ——去除的BOD 5(kg/m 3)
经查有关资料表，取a ’=0.50，b ’=0.190,需氧量为：
3320.50500028010100.3
O --=+? 221587kgO /d =66.13kgO /h = （3—28）
（2）供⽓量计算
设计采⽤塑料SX-1型空⽓扩散器，敷设SBR 反应池池底，淹没深度H =4.5m 。

SX-1型空⽓扩散器的氧转移效率为E A =8%。

查表知20℃，30℃时溶解氧饱和度分别为s(20)9.17mg/L C =， s(30)7.63mg/L C = 空⽓扩散器出⼝处的绝对压⼒P b 为：53b 1.013109.810P H =?+??
5351.013109.810 4.5 1.45410Pa =?+??=? （3—29）
空⽓离开反应池时，氧的百分⽐为：
O t =A A 21(1)7921(1)E E -+-=21(18%)7921(18%)
-+-=19.6% （3—30）反应池中溶解氧平均饱和度为：（按最不利温度条件计算）
b t sb(30)s 5()2.0661042
P O C C =+? =7.63(551.4541019.62.0661042
+)=1.177.63=8.93(mg/) （3—31）⽔温20℃时曝⽓池中溶解氧平均饱和度为：
sb(20)C =1.17?9.17=10.73(mg/L) （3—32）
20℃时脱氧清⽔充氧量为：
sb(20)
020sb j [()] 1.024T R C R C T C αβρ-?=??-? （3—33）
式中：α——污⽔中杂质影响修正系数，取0.8(0.78~0.99)
β——污⽔含盐量影响修正系数，取0.9(0.9~0.97)
C j ——混合液溶解氧浓度，取c =4.0 最⼩为2
ρ——⽓压修正系数ρ=P P 标
=1 反应池中溶解氧在最⼤流量时不低于2.0mg/L ,即取C j =2.0，计算得：
20(3020)0.8(0.9 1.010.73 2.0) 1.024
R -=-? =1.382O =1.38?66.13=91.26(kgO 2/h) （3—34）
SBR 反应池供⽓量G s 为:
033s A 91.263802.5m /h 63.37m /min 0.30.30.08
R G E ====?（3—35）每⽴⽅污⽔供⽓量为:
s F 3802.512.17312.5
G V == (m 3空⽓/m 3污⽔) （3—36） V F ——反应池进⽔容积(m 3/h)
去除每千克BOD 5的供⽓量为:
s F r 3802.543.46312.50.28
G V S ==? (35m /kgBOD 空⽓) （3—37） S r ——去除的BOD 5(3kg/m )
去除每千克BOD 5的供氧量为:
0F r 91.26 1.04312.50.28
R V S ==? (25kgO /kgBOD ) （3—38） 3.4.5空⽓管计算
空⽓管的平⾯布置如图所⽰。

⿎风机房出来的空⽓供⽓⼲管，在相邻两SBR 池的隔墙上设两根供⽓⽀管，为4个SBR 池供⽓。

在每根⽀管上设6条配⽓竖管，为SBR 池配⽓，4池共4根供⽓⽀管，24条配⽓管竖管。

每条配⽓管安装SX-I 扩散器10个，每池共60个扩散器，全池共240个扩散器。

每个扩散器的服务⾯积为112.5m 2/60个=1.88m 2/个。

空⽓⽀管供⽓量为：
3si s 111.25163.37 1.25119.8m /min 44
G G === （3—39） 1.25——安全系数
由于SBR 反应池交替运⾏，4根空⽓⽀管不同时供⽓，故空⽓⼲管供⽓量为19.8m 3/min 。

选⽤SX-I型盆形曝⽓器，氧转移效率6~9%，氧动⼒效率 1.5~2.2 ,供⽓量20~25m3/h,服务⾯积1~2m2/个。

kg/(kw h)
3.4.6滗⽔器
现在的SBR⼯艺⼀般都采⽤滗⽔器排⽔。

滗⽔器排⽔过程中能随⽔位的下降⽽下降，使排出的上清液始终是上层清液。

为防⽌⽔⾯浮渣进⼊滗⽔器被排⾛，滗⽔器排⽔⼝⼀般都淹没在⽔下⼀定深度。

⽬前SBR使⽤的滗⽔器主要有旋转式滗⽔器，套筒式滗⽔器和虹吸式滗⽔器三种。

本⼯艺采⽤旋转式滗⽔器。

旋转式滗⽔器
属于有动⼒式滗⽔器，应⽤⼴泛，适合⼤型污⽔处理⼚使⽤。

本⼯艺采⽤XPS-07型旋转式滗⽔器，处理量700m3/h，最⼤滗⽔深度3m。

3.4.7⿎风机房
⿎风机房要给SBR池供⽓，选⽤TSD-150型罗茨⿎风机三台，2备1⽤。

设备参数：
流量：20.40m3/min；
升压：44.1kPa；
配套电机型号：Y200L-4；
功率：30kW；
转速：1220r/min；
机组最⼤重量：730kg。

3.5絮凝反应池
3.5.1设计说明
深度处理包括混凝、澄清、过滤、活性炭吸附、臭氧氧化、反渗透等，其⽬的是去除⼆级处理⽔中的悬浮物（SS），溶解性有机物（BOD），N，P 等污染物质，以满⾜⽔环境标准，防⽌封闭式⽔域富营养化和污⽔再利⽤的⽔质要求。

混凝的基本原理：向污⽔中投⼊某种化学药剂（常称之为混凝剂），使
在⽔中难以沉淀的胶体状悬浮颗粒或乳状污染物失去稳定后，由于互相碰撞⽽聚集或聚合、搭接⽽形成较⼤的颗粒或絮状物，从⽽使污染物更易于⾃然下沉或上浮⽽被除去。

混凝剂可降低污⽔的浊度、⾊度，除去多种⾼分⼦物质、有机物、某些重⾦属毒物和放射性物质。

在⽔处理中，凝聚是指脱稳的胶粒相互聚集为较⼤颗粒的过程。

絮凝则指未经脱稳的胶体也可聚结成较⼤的颗粒现象。

混凝则包括凝聚与絮凝两种过程。

凝聚是瞬时的，只需将化学药剂扩散到全部⽔中即可。

絮凝则与凝聚作⽤不同，它需要较长的时间去完成。

但⼀般情况下两者也不好绝然分开。

因此我们把能凝聚与絮凝作⽤的药剂统称为混凝剂。

絮凝通常在絮凝池内，以机械或⽔⼒等⽅式造成颗粒碰撞机会，形成易于沉淀或上浮的絮体，最终达到与⽔分离的⽬的，反应时间t在1030min之间。

⽤于⽔处理的混凝剂要求混凝效果好，对⼈类健康⽆害，价廉易得，使⽤⽅便，本⼯艺选择明矾。

3.5.2设计参数
（1）池数⼀般不少于2个；
（2）搅拌器排数⼀般为3~4排（不应少于3排），⽔平搅拌轴应设于池中⽔深1/2处；
（3）叶轮桨板中⼼处的线速度，第⼀排应采⽤0.4m/s~0.5m/s，最后⼀排采⽤0.2m/s，各排线速度应逐渐减⼩；
（4）⽔平轴式叶轮直径应⽐絮凝池⽔深⼩0.3m，叶轮尽端与池⼦侧壁间距不⼤于0.2m；
（5）⽔平轴式絮凝池每只叶轮的桨板数⼀般为4~6块，桨板长度不⼤于叶轮直径的75%；
（6）同⼀搅拌器两相邻叶轮应垂直设置；
（7）每根搅拌轴桨板总⾯积应为⽔流截⾯积的10%~20%，不宜超过25%，每块桨板的宽度为桨板长的1/10~1/15，⼀般采⽤10~30mm；
（8）絮凝池深度按照⽔⼚标⾼系统布置确定，⼀般为3~4m。

3.5.3设计计算
已知设计流量Q =208.3m 3/h ，采⽤2座絮凝池：
（1）絮凝池尺⼨：絮凝池有效容积：絮凝时间取T =20min ，则
3208.33052m 60602
QT W n ?===? （3—40）池长：⽔深H 取3m ，
1.0339m L ZH α==??= （3—41）
α——系数，⼀般取1.0~1.3
Z ——搅拌轴排数（3～4排）池⼦宽度：52 1.93m 93
W B LH ===? （3—42）（2）搅拌器尺⼨：
每排上采⽤2个搅拌器，设搅拌器间净距离和其离壁的距离为0.05m ，每个搅拌器长为：
1.930.0540.87m 2
l -?== （3—43）设搅拌器上缘距⽔⾯及下缘距池底的距离为0.15m ，则搅拌器外缘直
径为：
D=3-2×0.15=2.7m （3—44）
每个搅拌器上装有四块叶⽚，叶⽚宽度采⽤0.1m ，每根轴上浆板总
⾯积为0.87×0.1×4×2=0.7m 2，占⽔流截⾯积1.93×3=5.8m 2的12%。

（3）每个搅拌器旋转时克服⽔阻⼒所消耗的功率：
各排叶轮桨板中⼼点线速度采⽤v 1=0.5m/s ，v 2=0.35m/s ，v 3=0.2m/s
叶轮桨板中⼼点旋转直径D 0=2.7-0.1=2.6m （3—45）叶轮转速及⾓速度分别为：第⼀排：111060600.5 3.67r
/min,0.367rad /s 3.14 2.6
v n D ω?====π? （3—46）第⼆排：222060600.35 2.57r /min,0.257rad /s 3.14 2.6
v n D ω?====π? （3—47）第三排：333060600.2 1.47r /min,0.147rad /s 3.14 2.6
v n D ω?====π? （3—48）桨板宽长⽐：0.1/0.87=0.11<1，得阻⼒系数 1.10ψ=，则
56229.81
k g
===? （3—49）第⼀排每个叶轮所消耗功率：
2
122121()408
ykl N r r ω=- 2
224560.870.367(1.35 1.25)0.0165kw 408??=?-= （3—50） y ——每个叶轮上的桨板数⽬
r 1——叶轮半径与桨板宽度之差
r 2——叶轮半径
⽤同样⽅法，可求得第⼆、三排叶轮所消耗功率分别为：
N 2=0.0078kw ，N 3=0.0026kw
（4）电动机功率：
第⼀排所需功率为：N 01=0.0165×2=0.033kw （3—51）第⼆排所需功率为：N 02=0.0078×2=0.0156kw （3—52）第三排所需功率为：N 03=0.0026×2=0.0052kw （3—53）设三排搅拌器合⽤⼀台电动机带动，则絮凝池所需总功率为：
00102030.0330.01560.00520.054kw N N N N ∑=++=++= （3—54）
电动机功率（取120.75,0.7ηη==）
0120.0540.103kw 0.750.7
N N ηη∑===? （3—55）（5）核算平均速度梯度G 值及G T 值（按⽔温20℃计算，
6210210kg s /m µ-=??）
反应池平均速度梯度：
132s G -=== （3—56） G T =32×20×60=38400=3.8×104 （3—57）
经核算，G 和G T 均符合要求
3.6滤池（普通快滤池）
3.6.1设计说明
过滤是利⽤过滤材料分离污⽔中杂质的⼀种技术，有时⽤作污⽔的预处理，有时⽤作最终处理，出⽔供循环使⽤或重复利⽤。

在污⽔深度处理技术中，普遍采⽤过滤技术。

根据材料不同，过滤可分为多孔材料过滤和颗粒材料过滤两类。

过滤过程是⼀个包含多种作⽤的复杂过程。

完成过滤⼯艺的处理构筑物称为滤池。

在污⽔处理中，颗粒材料过滤，主要⽤于去除悬浮和胶体杂质，特别是⽤重⼒沉淀法不能有效去除的微⼩颗粒以及细菌。

颗粒材料过滤对污⽔中的BOD，COD等也有⼀定的去除效果。

滤池的种类虽然很多，但其基本构造是相似的，在污⽔深度处理中使⽤的各种滤池都是在普通快滤池的基础上加以改进⽽来的，普通快滤池外部由滤池池体、进⽔管、出⽔管、冲洗⽔排出管等管道及其附件组成；滤池内部由冲洗⽔排出槽、进⽔渠、滤料层、垫料层排⽔系统组成。

普通快滤池可以⽤单层滤料、双层滤料和三层滤料。

双层滤料滤池的⼯作效果较好，⼀般底层⽤粒径0.5～1.2mm的⽯英砂，⾼500mm，上层⽤陶粒或⽆烟煤，粒径为0.8～1.8mm，层⾼300～500mm。

滤速8～10m/h；反冲洗强度为15～162
，延时8～10min。

L/(m s)
3.6.2设计参数
（1）滤速取8m/s；
（2）冲洗强度q=13～162
；
L/(m s)
（3）冲洗时间6min；
（4）停留时间40min；
（5）滤池⼯作时间24h。

3.6.3设计计算
（1）滤池尺⼨：
滤池实际⼯作时间：
0102422.5h 6060
T T t t =--=--= （3—58） T 0——滤池⼯作周期
t 0——停留时间
t 1——冲洗时间
滤池⾯积：2500022m 1022.5
Q F vT ===? （3—59）采⽤2个滤池，每个滤池⾯积f =11m 2
设滤池长宽⽐L /B =1，则 3.32m B L ==
（2）承托层⾼度H 1采⽤0.45m ，滤料层⾼度，⽆烟煤层为450mm ，⽯英砂层为300mm ，总⾼度H 2为750mm ，滤料上⽔深H 3采⽤1.5m ，超⾼H 4采⽤0.3m ，滤板⾼度H 5采⽤0.12m 。

滤池总⾼度：H =H 1+H 2+H 3+H 4+H 5=3.12m （3—60）
（3）滤池反冲洗⽔头损失
①管式⼤阻⼒配⽔系⽔头损失：
2221141()() 3.5(m)102100.25%0.6829.8
q h a g µ=?=?= （3—61） 214L/s m q =?（）
——冲洗强度 0.25%a =——配⽔系统开孔⽐
68.0=µ——孔⼝流量系数
②经砾⽯⽀承层⽔头损失：
310.0220.0220.45140.14m h H q ==??= （3—62）
③滤料层⽔头损失及富余⽔头为：h 4=2m
④反冲洗⽔泵扬程：
3.123(3.50.14 2.0)11.76m H =++++= （3—63）
3.7接触消毒池
3.7.1设计说明
城市污⽔经过⼀级或⼆级处理后，⽔质改善，细菌含量也⼤幅度减少，但其绝对值仍很可观，并有存在病源菌的可能。

因此，污⽔排⼊⽔体前应进
⾏消毒，特别是医院、⽣物制品以及屠宰场等有致病菌污染的污⽔，更应严格消毒。

⽬前，⽤消毒剂消毒能产⽣有害物质，影响⼈们的⾝体健康已⼴为⼈知，氯化是当今消毒采⽤的普遍⽅法。

氯与⽔中有机物作⽤，同时有氧化和取代作⽤，前者促使去除有机物或称降解有机物，⽽后者则是氯与有机物结合，氯取代后形成的卤化物是有致突变或致癌活性的。

所以，⽬前污⽔消毒⼀是要控制恰当的投剂量，⼆是采⽤其他消毒剂代替液氯或游离氯，以减少有害物的⽣成。

消毒设备应按连续⼯作设置。

消毒设备的⼯作时间、消毒剂代替液氯或游离氯，以减少有害物的⽣成。

消毒设备应按连续⼯作设置，消毒设备的⼯作时间、消毒剂投加量，可根据所排放⽔体的卫⽣要求及季节条件掌握。

⼀般在⽔源的上游、旅游⽇、夏季应严格连续消毒，其他情况时可视排出⽔质及环境要求，经有关单位同意，采⽤间断消毒或酌减消毒剂投量。

⽬前常⽤的污⽔消毒剂是液氯，其次是漂⽩粉、臭氧、次氯酸钠、氯⽚、氯氨、⼆氧化氯和紫外线等。

其中液氯效果可靠、投配设备简单、投量准确、价格便宜。

其他消毒剂如漂⽩粉投量不准确，溶解调制不便。

臭氧投资⼤，成本⾼，设备管理复杂。

其他⼏种消毒剂也有很明显的缺点，所以⽬前液氯仍然是消毒剂⾸选。

3.7.2设计参数
（1）⽔⼒停留时间T=0.5h；
（2）设计投氯量⼀般为3.0～5.0mg/l本⼯艺取最⼤投氯量
max 5.0mg/l
ρ=。

3.7.3设计计算
（1）设计消毒池⼀座，池体容积：V=QT=208.3×0.5=104m3（3—64）设池长L=6m，有3格，每格池宽b=2.5m，长宽⽐
L/b=4.0，有效⽔深H1=3m，接触消毒池总宽B=nb=3×2.5=7.5m，则
实际消毒池容积：V1=BLH1=7.5×6×3=135m3（3—65）满⾜有效停留时间要求
（2）加氯量计算
每⽇加氯量3max 5.050001025kg /d 1.04kg /h W Q ρ-==??== （3—66）选⽤贮氯量为25kg 的液氯钢瓶，每⽇加氯量1瓶，共贮⽤15瓶，选⽤加氯机2台。

（3）混合装置
在消毒池第⼀格和第⼆格起端设置混合搅拌机两台，第三格不设。

选⽤JBK-2200框式调速搅拌机，搅拌直径2200mm ，⾼2000mm ，电动机功率4.0kw 。

接触消毒池设计为纵向折流反应池。

3.8污泥处理系统
3.8.1污泥⽔分去除的意义和⽅法
污⽔处理⼚的污泥是由液体和固体两部分组成的悬浮液。

污泥处理最重要的步骤就是分离污泥中的⽔分以减少污泥体积，否则其他污泥处理步骤必须承担过量不必要的污泥体积负荷。

污泥中的⽔分和污泥固体颗粒是紧密结合在⼀起的，⼀般按照污泥⽔的存在形式可分为外部⽔和内部⽔，其中外部⽔包括孔隙⽔、附着⽔、⽑细⽔、吸附⽔。

污泥颗粒间的孔隙⽔占污泥⽔分的绝⼤部分（⼀般约为70%～80%），其与污泥颗粒之间的结合⼒相对较⼩，⼀般通过浓缩在重⼒的作⽤下即可分离。

附着⽔（污泥颗粒表⾯上的⽔膜）和⽑细⽔（约10%～22%）与污泥颗粒之间的结合⼒强，则需要借助外⼒，⽐如采⽤机械脱⽔装置进⾏分离。

吸附⽔（5%～8%，含内部⽔）则由于⾮常牢固的吸附在污泥颗粒表⾯上，通常只能采⽤⼲燥或者焚烧的⽅法来去除。

内部⽔必须事先破坏细胞，将内部⽔变成外部⽔后，才能被分离。

3.8.2各部分尺⼨计算
1．集泥井
（1）集泥井容积计算
考虑构筑物每⽇产泥量为95m 3，需在2h 内抽完，集泥井容积定为污泥提升泵流量10min 的体积：
38m 260
V ==? （3—67）（2）集泥井尺⼨的计算
设有效泥深为2m ，L ×B =2×2=4m 2,集泥井为地下式，池顶加盖，有潜污泵抽送污泥，池底相对标⾼-2.5m ，最⾼泥位-0.5m 。

（3）污泥提升泵的选择
选择GMP 型⾃吸式离⼼泵
功率：20kw ；
相数：3；
极数：4；
型号：GMP-320-150；
⼝径：150mm ；
质量：110kg ；
流量：180m 3/h ；
最⼤流量： 222m 3/h ；
扬程： 17.5m ；
最⾼扬程：24.0m ；
选⽤3台，2台备⽤。

2．污泥浓缩池
（1）设计说明
降低污泥中的含⽔率，可以采⽤污泥浓缩的⽅法来降低污泥中的含⽔率，减少污泥体积，能够减少池容积和处理所需的投药量，减⼩⽤于输送污泥的管道和泵类的尺⼨。

具有⼀定规模的污⽔处理⼯程中常⽤的污泥浓缩⽅法主要有重⼒浓缩.溶⽓⽓浮浓缩和离⼼浓缩。

根据需要选⽤连续式重⼒浓缩池。

（2）设计参数
污泥固体浓度c =8g/L ，污泥含⽔率P =99.8%，浓缩后含⽔率P 1=96%，污泥固体负荷2s 45kg /(m d)q =?，污泥浓缩时间T =16h ，贮泥时间t =4h 。

（3）设计计算
①浓缩池体积计算
浓缩池污泥总流量Q s =95m 3/d=3.96m 3/h （3—68）浓缩池所需表⾯积s 295816.89m 45
Q c A q ?=== （3—69）
浓缩池直径 4.6m D ===
（3—70）⽔⼒负荷s
w 2
()2Q q D π=
3232295
5.72m /(m /d)0.238m /(m /h)
3.14 2.3===? （3—71）有效⽔深h =0.238×16=3.81m ，取
4.0m
（3—72）浓缩池有效容积V 1=A ×h =4.0×16.89=67.56m 3
（3—73）②排泥量与存泥容积
浓缩后排出含⽔率为P 1=96%的污泥，则
33s 199.2%
'9519m /d =0.79m /h 196%Q -=?=-
（3—74）按4h 贮泥时间计泥量，则贮泥区所需容积
V 2=4×Q s ’=4×0.79=3.16m 3
（3—75）泥⽃容积：
1
2231122()3h
V r r r r π=++
2233.14 1.2
(1.1 1.10.60.6) 2.8m 3?=+?+=
（3—76）式中：h 1——泥⽃垂直⾼度，取1.2m r 1——泥⽃上⼝半径，取1.1m
r 2——泥⽃下⼝半径，取0.6m
设池底坡度为0.08，池底坡降为：
20.08(4.6 1.12)
0.096m 2h ?-?==
（3—77）
故池底可贮泥容积为：。